功能微纳米材料的设计、合成及应用

论文摘要

微纳米材料因为具有与本体不同尺寸大小,因而有着不同的物理化学性能,具有特异功能应用更是非常广泛。微纳米颗粒的形貌、尺寸和分散性对于微纳米材料的性质有很重要的影响,因此如何控制、设计微纳米材料的合成生产尤为重要。不同的合成方法都有其优点和不足,我们探索了微纳米材料的不同制备方法,合成具有实际应用价值的片状α-Al203纳米抛光材料、分散性良好的立方相钇稳定氧化锆YSZ微纳颗粒、稳定性长久的CdS/ZnS核／壳纳米晶紫蓝光LED发光材料。并通过X射线粉末衍射（XRD）、电子显微镜（SEM、TEM）等对产物进行了的结构及形貌表征；用拉曼光谱（Raman）表征了不同相的钇稳定氧化锆；用紫外吸收（UV-vis）和光致发光（PL）光谱分析所得纳米材料的光学性质。主要研究工作如下所示：本论文的研究工作主要放在α-Al203制备及抛光性能和钇稳定氧化锆（YSZ）增韧陶瓷和CdS/ZnS核／壳结构荧光半导体纳米材料的制备三个方面。（1）用甘氨酸-硝酸盐自燃烧法,在保持其他工艺参数不变的条件下,仅仅通过改变反应物原料的配比,实现了所得α-Al203微纳粉体形貌由近似球形微纳粒子到二维片状结构的连续可调。另外还对产物生成及形貌变化机理进行了初步理论探讨和解释；其次加入草酸溶液（工业级）配制抛光液,验证了产物的抛光性能。（2）在产业化的沉淀法上,加以改进,利用超声,微波物理辅助方法,制备单分散四方相稳定的YSZ纳米颗粒；探究了超声、微波环境下颗粒表面的水分子脱离情况；对YSZ相增韧机理进行分析研究；同时研究了钇稳定氧化锆的光学性质。（3）采用高温热注射法,以十八烯（ODE）为溶剂,合成CdS/ZnS核／壳结构荧光半导体纳米晶；调节配体油酸（OA）的量控制CdS核的大小,采用SILAR （Successive Ion Layer Adsorption And Reaction）法控制壳层厚度,使其发光波长在410-480nm紫蓝光范围内可调,稳定性良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 微纳米材料的分类与性质
• 1.2.1 小尺寸效应
• 1.2.2 量子尺寸效应
• 1.2.3 宏观量隧道效应
• 1.2.4 界面效应
• 1.3 功能微纳米材料的合成方法
• 1.3.1 化学气相法（CVD）
• 1.3.2 固相法
• 1.3.3 液相法
• 1.3.3.1 沉淀法
• 1.3.3.2 水热/溶剂热法
• 1.3.3.3 溶胶凝胶法
• 1.3.3.4 微乳液法
• 1.4 微纳米材料结构表征方法
• 1.4.1 X-射线衍射
• 1.4.2 电子显微镜
• 1.5 纳米材料光学性质分析
• 1.5.1 紫外可见吸收光谱（UV-Vis absorption spectroscopy）
• 1.5.2 荧光光谱（Photoluminescence spectroscopy,PL）
• 1.6 本论文研究工作
• 2O₃的控制合成及其抛光性能'>第二章 微纳米α-Al₂O₃的控制合成及其抛光性能
• 2.1 实验目的和合成思路
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验主要试剂
• 2.2.2 实验主要仪器
• 2.2.3 实验步骤
• 2O₃的制备'>2.2.3.1 α-Al₂O₃的制备
• 2.2.3.2 抛光实验
• 2.3 性质测定及结果讨论
• 2.3.1 产物结构分析讨论
• 2.3.2 前驱物的热重分析
• 2.3.3 原料配比对产物形貌和尺寸的影响
• 2.3.4 制备方法讨论
• 2.3.5 抛光性能研究
• 2.4 小结
• 第三章 单分散钇稳定氧化锆微纳米粉体的制备及性能研究
• 3.1 实验目的和合成思路
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 化学原料
• 3.2.2 仪器
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 性质测定和结果讨论
• 3.3.1 结构分析测试
• 3.3.2 实验过程机理的分析
• 3.3.3 热重分析
• 3.3.4 红外吸收特征分析
• 3.3.5 光谱测试与分析
• 3.3.5.1 紫外荧光光谱
• 3.3.5.2 拉曼光谱
• 3.4 本章小结
• 第四章 高稳定性CdS/ZnS Type-Ⅰ型核壳结构纳米晶
• 4.1 实验目的和合成思路
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂
• 4.2.2 主要仪器
• 4.2.3 合成路线和方法
• 4.2.3.1 合成CdS纳米晶
• 4.2.3.2 制备壳层前体溶液
• 4.2.3.3 合成CdS/ZnS核/壳结构纳米晶
• 4.3 性质测定与结果讨论
• 4.3.1 产物形态及结构的分析
• 4.3.2 荧光光谱性质
• 4.3.3 实现荧光波长在紫-蓝光区可调控
• 4.3.4 荧光寿命测试
• 4.4 本章小结
• 第五章 论文总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 卷内备考表